新研究表明,亨廷顿氏病(一种毁灭性的致命遗传性疾病)的基因突变在数十年内是无害的,但会悄然扩展成更大的突变,直到最终越过某个阈值,产生有毒蛋白质,杀死细胞。
纽约,1月20日:科学家们正在解开亨廷顿氏病的触发机制之谜。亨廷顿氏病是一种毁灭性和致命的遗传性疾病,通常在人生最辉煌的时期发作,导致大脑某些部分的神经细胞退化和死亡。
长期以来,人们已经知道亨廷顿氏病相关的基因突变,但科学家们一直不明白为什么患者从出生就带有这种突变,却直到中年才发病。新的研究表明,这种突变在数十年内是无害的,但会逐渐扩展成更大的突变,直到最终越过某个阈值,产生有毒蛋白质,杀死细胞。
“我们领域的困惑在于:为什么一个从受精卵开始就存在的基因突变会在多年后才表现出症状?”阿尔伯特爱因斯坦医学院脑部疾病和神经再生研究所主任马克·梅勒博士说。他未参与这项研究,但他称这项研究为“里程碑”,并表示它解决了困扰该领域多年的许多问题。
大脑神经细胞的死亡最终会导致运动、思维和行为方面的问题。亨廷顿氏病的症状包括不自主运动、步态不稳、性格变化和判断力受损,通常在30到50岁之间开始出现,并在10到25年内逐渐恶化。
麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所、马萨诸塞州麦克林医院和哈佛医学院的研究人员分析了53名亨廷顿氏病患者和50名非患者的捐赠脑组织,研究了约50万个细胞。他们专注于亨廷顿氏病的突变,即特定基因中一段DNA上的三个字母序列(CAG)重复至少40次。在没有该疾病的人群中,这个序列只重复15到35次。研究人员发现,含有40个或更多这样的“重复”的DNA片段会随着时间的推移扩展到数百个CAG长度。一旦CAG达到大约150个的阈值,某些类型的神经元就会病变并死亡。
“这些发现甚至对我们来说都非常令人惊讶,”布罗德研究所成员兼该研究的共同高级作者史蒂夫·麦卡罗尔说。这项研究部分由霍华德休斯医学研究所资助,该机构也支持美联社健康和科学部门。
研究团队估计,在生命的前二十年,重复片段的增长速度较慢,但在达到约80个CAG时,增长速度会急剧加快。
“重复片段越长,发病年龄就越早,”神经科学研究员萨比娜·贝雷塔说,她是该研究的高级作者之一。
研究人员承认,当他们在会议上分享结果时,一些科学家最初持怀疑态度,因为以前的研究认为30到100个CAG的重复扩展是必要但不充分的条件。麦卡罗尔同意100个或更少的CAG不足以引发疾病,但他的研究发现,至少有150个CAG的扩展确实可以引发疾病。
研究人员希望他们的发现能帮助科学家找到延缓或预防这种不可治愈疾病的方法,该病影响约41,000名美国人,目前只能通过药物管理症状。
最近,旨在降低突变亨廷顿基因产生的蛋白质水平的实验药物在临床试验中遇到了困难。新的研究结果表明,这是因为很少有细胞在任何给定时间内拥有有毒版本的蛋白质。
减缓或阻止DNA重复扩展可能是更好的治疗方向,研究人员说。
虽然不能保证这能防止亨廷顿氏病的发生,但麦卡罗尔说,“许多公司已经开始或扩展计划,尝试这样做。”
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